目前，对大多数作物的育种来说，育种家可供利用的亲本材料有几百甚至上千份，可供选择的杂交组合有上万甚至更多。由于试验规模的限制，一个育种项目所能配置的组合一般只有数百或上千，育种家每年花费大量的时间去选择究竟选用哪些亲本材料进行杂交；对配制的杂交组合，一般要产生2000个以上的 F2 分离后代群体，然后从中选择1％～2％的理想基因型，中选的 F2 个体在遗传上是杂合体，需要做进一步的自交和选择，每个中选的 F2 个体一般需产生100个左右的重组近交家系才能从中选择到存在比例低于1％的理想重组基因型。育种早期选择一般建立在目测基础上，由于环境对性状的影响，选择到优良基因型的可能性极低，统计表明，在配制的杂交组合中，一般只有1％左右的组合有希望选出符合生产需求的品种，考虑到上述分离群体的规模，最终育种效率一般不到百万分之一。因此常规育种存在很大的盲目性和不可预测性，育种工作很大程度上依赖于经验和机遇。
生物个体的表型是基因型和环境共同作用的结果，植物育种的主要任务是寻找控制目标性状的基因，研究这些基因在不同目标环境群体下的表达形式，聚合存在于不同材料中的有利基因，从而为农业生产提供适宜的品种。生物数据可以来自生物的不同水平，如群体水平、个体水平、孟德尔基因水平和 DNA 分子水平等，各类生物数据为作物育种提供了大量的信息。尤其随着分子生物学和基因组学的飞速发展，生物信息数据库积累的数据量极其庞大，但由于缺乏必要的数据整合技术，可资育种工作者利用的信息却非常有限，作物重要农艺性状基因( quantitative trait locus，QTL )的定位结果也难以用于指导作物育种实践。作物分子设计育种将在庞大的生物信息和育种家的需求之间搭起一座桥梁，在育种家的田间试验之前，对育种程序中的各种因素进行模拟筛选和优化，提出最佳的亲本选配和后代选择策略，从而大幅度提高育种效率。
1 作物分子设计育种相关基础研究现状及发展趋势
目前，对大多数作物的育种来说，育种家可供利用的亲本材料有几百甚至上千份，可供选择的杂交组合有上万甚至更多。由于试验规模的限制，一个育种项目所能配置的组合一般只有数百或上千，育种家每年花费大量的时间去选择究竟选用哪些亲本材料进行杂交；对配制的杂交组合，一般要产生2000个以上的 F2 分离后代群体，然后从中选择1％～2％的理想基因型，中选的 F2 个体在遗传上是杂合体，需要做进一步的自交和选择，每个中选的 F2 个体一般需产生100个左右的重组近交家系才能从中选择到存在比例低于1％的理想重组基因型。育种早期选择一般建立在目测基础上，由于环境对性状的影响，选择到优良基因型的可能性极低，统计表明，在配制的杂交组合中，一般只有1％左右的组合有希望选出符合生产需求的品种，考虑到上述分离群体的规模，最终育种效率一般不到百万分之一。因此常规育种存在很大的盲目性和不可预测性，育种工作很大程度上依赖于经验和机遇。
生物个体的表型是基因型和环境共同作用的结果，植物育种的主要任务是寻找控制目标性状的基因，研究这些基因在不同目标环境群体下的表达形式，聚合存在于不同材料中的有利基因，从而为农业生产提供适宜的品种。生物数据可以来自生物的不同水平，如群体水平、个体水平、孟德尔基因水平和 DNA 分子水平等，各类生物数据为作物育种提供了大量的信息。尤其随着分子生物学和基因组学的飞速发展，生物信息数据库积累的数据量极其庞大，但由于缺乏必要的数据整合技术，可资育种工作者利用的信息却非常有限，作物重要农艺性状基因( quantitative trait locus，QTL )的定位结果也难以用于指导作物育种实践。作物分子设计育种将在庞大的生物信息和育种家的需求之间搭起一座桥梁，在育种家的田间试验之前，对育种程序中的各种因素进行模拟筛选和优化，提出最佳的亲本选配和后代选择策略，从而大幅度提高育种效率。
1 作物分子设计育种相关基础研究现状及发展趋势
大豆分子育种
摘要: 不同基因型的大豆子叶节在添加适宜BA 的M S 培养基上培养, 可从子叶节诱导出高频丛生芽, 并获得大量再生植株. 通过农杆菌介导法, 将深黄被孢霉Δ6- 脂肪酸脱氢酶基因导入到栽培大豆吉林43 和黑农37品种中. 经过在含500mg鲸 卡那霉素的筛选培养基中连续筛选, 获得一批转基因植株. 经PCR 检测和DNA 分子杂交分析, 初步证明外源基因已导入并整合到大豆基因组中. 本文重点阐述了组培再生系统和基因转化系统的内在联系和不同点.
——卜云萍，李明春，胡国武等，大豆子叶节组培再生系统与农杆菌介导的基因转化系统的比较研究，南开大学学报(自然科学版)，2003，36（1）：103-105
摘要：用 RAPD 标记方法对来自中国、日本、韩国、不丹、尼泊尔、越南 6 国 163 份小豆种质资源 DNA 的遗传多样性进行检测。从 27 个引物共检测到 285 条带，有 261 条具多态性（占 %），其中野生型多态性带谱占 %，栽培型次之为 %，半野生型为 %，三类型小豆都有其自身特征带；遗传离散度大小顺序是：野生型＞半野生型＞栽培型，其遗传分化系数大小顺序为：野生型＜半野生型＜栽培型；从分化系数差异看，半野生型小豆更接近野生型小豆；从相似系数平均值来看，半野生型小豆材料之间亲缘关系较近，而处在进化两极的野生型材料之间、栽培型材料之间亲缘关系都较远；来自我国西南以及日本南部两地区的小豆材料遗传离散度较大，遗传分化系数、相似系数平均值较低。聚类分析结果表明，163
个小豆材料以遗传相似系数 为截值，可分为 8 大类，归类有较明显的地理相关性及遗传类型的趋同性。
――金文林，文自翔，濮绍京等，应用 ＲＡＰＤ 分析小豆种质资源遗传多样性及遗传演化趋势，中国农业科学 2005,38(2):241-249
摘要 本文研究AFLP技术在大豆上的应用,在改进大豆种子DNA提取方法的基础上,比较同位素与银染检测方法的效果,筛选适宜于大豆AFLP分析的酶切和引物组合,从而建立了适用于大豆指纹图谱快速鉴定的AFLP操作程序,并对我国野生大豆和栽培大豆代表性材料进行了AFLP分析。
一、作物分子育种
作物育种基本任务：1.在研究和掌握作物形状遗传变异规律的基础上，发掘研究和利用作物种植资源；2.选育优良品种或杂种以及新作物；3.繁殖生产用种。
作物分子育种：即在经典遗传学和分子生物学等理论指导下，将现代生物技术手段整合于传统育种方法中，实现表现型和基因型选择的有机结合，培育优良新品种。
分子标记育种：又称为分子标记辅助选择，是利用与目标基因紧密连锁的分子标记，在杂交后代中准确鉴别不同个体基因型，从而进行辅助选择育种。特点：能有效结合基因型与表现型鉴定，显著提高选择的准确性。
转基因育种：利用基因重组DNA技术，将功能明确的基因通过遗传转化手段导入受体品种的基因组，并使其表达期望形状的育种方法。特点：能打破基因不同物种交流障碍，克服传统育种的困难问题。
分子设计育种（刚起步）：目的——通过各种技术的集成与整合，在育种家的田间试验之前，对育种程序中的各种因素进行模拟、筛选和优化，确立目标基因型，提出最佳亲本选配和后代选择策略，提高育种试验可见性。
我国作物分子育种中存在的问题：1.基因资源挖掘力度有待加强；2.实用分子标记和具重要育种价值的基因十分贫乏；3.作物分子育种技术尚待突破；4.通过分子育种培育的突破性品种不多，产业化程度不高；5.作物分子育种的组织体系和实施机制需要创新。
作物分子育种意义：1.发展作物分子育种是保障国家安全的重大需求；2.全面实现作物分子育种相关技术突破；3.加速作物分子育种研发和产业化。
常规育种和分子育种比较：1.常规育种表现型选择时，会受时空因素影响，而分子育种不会；2.常规育种来源广，育种亲本贫乏；分子育种基因来源广，基因资源丰富。3.常规育种基因局限于种内，少数局限于亚种间；分子育种基因交流不受物种限制。4.常规育种目标性状有不明确性；分子育种目的基因功能已知，目标性状明确。5.最明显特征：常规育种选择时间长；分子育种选择时间短，可调控基因及其产物的功能、表达。
